[發明專利]一種利用雙電層進行廢振動能俘獲的裝置及方法

在審

• 申請號: 201711264153.7
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108039836A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 張晨;陸瑋陽;陳曦;閆淵
• 申請（專利權）人: 西安華泰博源質量檢測有限公司
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

一種利用雙電層進行廢振動能轉換成電能的裝置及方法，該裝置包括高強度絕緣外殼、可拆卸式活塞、附著有納米多孔石墨烯的泡沫鎳電極以及填充在其間的離子溶液；本發明利用雙電層將廢振動能轉換成電能，從而實現廢振動能的回收和再利用；本發明裝置可用于能量回收也可用于監測振動頻率的傳感器；同時該裝置所使用的材料成本低廉，結構簡單，便于大規模生產和應用。

技術領域

本發明涉及一種能量回收技術，具體涉及一種利用雙電層進行廢振動能轉換成電能的裝置。

背景技術

目前傳統能源正在不斷被消耗，有些能源正在或即將面臨枯竭的問題，并且由于使用傳統能量的導致的環境污染問題也不斷加劇，治理這些污染也同時成為了一大難題。然而，在現實生活中，很多機械都會在使用過程中存在振動，不僅使得儀器的使用壽命降低，也將振動能流失到周圍環境中，如果將這些能量收集到一起，得到的將是可觀的一大能量來源。由于本發明將浪費掉的振動能轉換為電能，是一種新型的、清潔的并可再生的電能產生方式，可在一定程度上替代傳統能源。

那么，除了節約使用以外，利用雙電層將這些將被浪費掉的機械能轉換為電能并加以儲存，就可以有效地提高能量利用效率，替代傳統能源。石墨烯作為近年來新興的熱門納米材料，它最大的特點就是具備巨大的比表面積。其他裝置結構上的廢振動能使離子溶液產生流動，使離子溶液從附著有納米多孔石墨烯的泡沫鎳電極間隙穿過，根據雙電層理論在兩個電極之間存在有一個電勢差，如果再利用電能儲存裝置加以收集存儲，就能實現能量回收和再利用，或根據不同的電勢差來判斷振動頻率，作為檢測振動信號的傳感器。這是一種新的能量轉換技術，將會對浪費掉的機械能的回收并再次利用，相信在未來將有很好的應用前景。

發明內容

針對背景技術中提到的能量回收，本發明的目的在于提供一種利用雙電層進行廢振動能俘獲的裝置，將廢動能俘獲并轉化為電能，從而有效地回收廢振動能。

為了達到以上目的，本發明采用如下技術方案：

一種利用雙電層進行廢振動能俘獲的裝置，包括最外層的高強度絕緣外殼1，裝配于絕緣高強度外殼1內的附著有納米多孔石墨烯的泡沫鎳電極3，與附著有納米多孔石墨烯的泡沫鎳電極3緊密接觸的集流體4，位于附著有納米多孔石墨烯的泡沫鎳電極3下方的對電極5，充斥于附著有納米多孔石墨烯的泡沫鎳電極3與對電極5之間的離子溶液7，還包括用于堵塞防止離子溶液7流出、位于對電極5下方的可拆卸式活塞6；使用時，高強度絕緣外殼1固定于某一靜止物體上，可拆卸式活塞6固定于振動物體上，或高強度絕緣外殼1固定于某一振動物體上，可拆卸式活塞6固定于靜止物體上，可拆卸式活塞6運動過程中離子溶液7始終浸沒附著有納米多孔石墨烯的泡沫鎳電極3和對電極5。

所述高強度絕緣外殼1的材料為天然塑料或合成塑料。

所述附著有納米多孔石墨烯的圓柱形泡沫鎳電極3采用比表面積大的石墨烯附著于泡沫鎳上的納米多孔材料。

所述附著有納米多孔石墨烯的泡沫鎳電極3的形狀為圓柱形。

所述集流體4的形狀為環形，材料為石墨紙，不銹鋼、鋁片或銅片。

所述對電極5的形狀為環繞于高強度絕緣外殼1內部的環形，材料為石墨紙，不銹鋼、鉑片、鋁片或銅片。

所述離子溶液7采用CaCl2、NaCl或KCl粒徑小的離子溶液。

所述高強度絕緣外殼1頂部開設有更換或加注離子溶液7的小孔2，其數量為六個，環形對稱的開設在高強度絕緣外殼1頂部。